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【題目】建造設計師設計出了一種能漂浮在水中的城市,漂浮城市裝有動力裝置,可以移動,該漂浮城市三角形建筑的主體結構是中空的,強風能從中通過,可以確保當颶風來臨時,把颶風對建筑的破壞降至最低。漂浮城市的表面安裝有太陽能電池板,接收太陽能的功率為8.0×108W,請回答下列問題:

1)假如某班級有40位中學生(每生質量約50kg從岸上進入漂浮城市參觀,則漂浮城市受到的浮力約增加多少?

2)若三角形建筑空洞的面積為2.0×104 m2,某次颶風正好垂直于空洞的表面吹入,1S流入空洞的空氣質量是1.92×106kg,該地的空氣密度是 1.2kg/m3求颶風的風速。

3)若電池板吸收的太陽能只用來提供推動漂浮城市前進所需的能量。漂浮城市受到的水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關系如圖甲所示,漂浮城市運動速度v與時間t的關系如圖乙所示。漂浮城市在勻速運動過程中,太陽能轉化為機械能的效率為多少?

【答案】(1)2.0×104N;(2)80m/s;(3)50%

【解析】(1)因為漂浮城市漂浮在水面上,所以漂浮城市增加的浮力就是40位中學生的重力,
G=mg=50kg×10N/kg=500N,
所以漂浮城市增加的浮力為:F=40G=40×500N=2×104N.
(2)由得,空洞內空氣的體積: ,
而空洞的面積為S=2.0×104m2
空氣移動的距離: ,
由題意知,時間t=1s,
則颶風的風速: ;
(3)根據運動速度v與時間t圖象乙可知,漂浮城市做勻速直線運動,
其速度v=0.5m/s,所用時間t′=100s-50s=50s,

漂浮城市運動的路程:s=vt′=0.5m/s×50s=25m,
F的大小與時間t的關系圖象甲可知,50s到100s時,拉力F=8×108N,
則牽引力F做的功:W=Fs=8×108N×25m=2×1010J.

太陽能電池板接收的太陽能:W=Pt′=8.0×108W×50s=4×1010J,
則太陽能轉化為機械能的效率:
答:(1)漂浮城市受到的浮力約增加2×104N;
(2)颶風的風速80m/s;
(3)漂浮城市在勻速運動過程中,太陽能轉化為機械能的效率為50%.

練習冊系列答案
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B.加一根相同的橡皮筋,然后改變刻度,提高量程
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2)安裝好器材開始實驗后,小濱的操作如圖所示,請指出小濱的錯誤之處:

3)下表是實驗過程中不同時刻的溫度記錄,小濱由于粗心大意記錯了一個實驗數據,你認為錯誤的數據是 ,你這樣判斷的理論依據是 ;

時間/min


8

9

10

11

12

13

14


溫度/℃


96

97

98

98

95

98

98


4)改正數據后,小濱根據實驗數據判定該地水的沸點為 ,可能的原因是當地的大氣壓 (選填大于小于等于1標準大氣壓;

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B.6cm
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B. 2s內做的有用功為900J

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(2)當水的溫度加熱到90℃時,每隔1min記錄一次溫度,直到水沸騰后幾分鐘為止.記錄數據如下表:

時間/min

0

1

2

3

4

5

6

7

溫度/℃

90

94

96

98

98

98

98

第1min溫度計的示數如圖乙所示,水的溫度是℃,分析表格中的數據可知水的沸點是℃.
(3)請根據上表中數據在丙圖中畫出水沸騰時溫度變化的圖象
(4)撤掉酒精燈后,水不會立刻停止沸騰,原因是

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